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点击次数:2377 更新时间:2020-11-24
分子筛的定义
分子筛是一种由结晶硅酸盐(铝硅酸钠和铝硅酸钙)组成的吸附剂。结晶水通过加热去除,晶格中缺少分子大小的孔洞。这些孔洞大小均匀,允许小分子进入晶体,但大分子不能。这种筛分效应解释了为什么它可以用作气体和液体的干燥剂。
分子筛的分类
按硅铝比分为A型、X型、Y型等分子筛。 通式为:MO.Al2O3.xSiO2.yH2O,M代表K、Na、Ca等。
习惯上:
SiO2/Al2O3摩尔比:2.2~3.0叫X型分子筛。 SiO2/Al2O3摩尔比:>3.0叫Y型分子筛。 A型分子筛硅铝的比例接近1:1。
分子筛常用前缀数码将晶体结构不同的分子筛加以分类,如3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛。
含Na+的A型分子筛记作Na-A,若其中Na+被K+置换,孔径约为3A,即为3A型分子筛;结晶型硅铝酸钾,孔径大约是0.3nm。这种分子筛适合于干燥液体,如丙酮、乙腈、甲醇、乙醇和2-丙醇,还可以干燥气体,如乙炔、二氧化碳、氨气、丙烯和丁二烯。这种物质供应颗粒状或小片粒状。
结晶型硅铝酸钠,孔径大约是0.4nm,因而除水外,可以吸附乙烷分子(但不能吸收丁烷)。这种类型的分子筛适合于干燥氯仿、二氯甲烷、乙醚、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、吡啶和二异丙醚。还可用于低压空气的干燥。这种物质的供应方式是颗粒状、片粒状或粉末状。
结晶型硅铝酸钙,孔径大约是0.5nm,这种分子筛能比4A分子筛吸附更大的分子。例如,除上面提到的物质,还有丙烷、丁烷、己烷、正烯烃、正丁醇和伯醇,环丙烷能被吸附,但带有支链的C6的烃类、环烃如苯和环己烷、或仲醇和叔醇,四氯化碳或三氟化硼等不能被吸附。尽管有机液体如四氢呋喃和二氧六环也能用这种分子筛干燥,但此类分子筛通常适用于干燥气体。
如Na-A中有1/3以上的Na+被Ca2+置换,孔径约为5A,即为5A型分子筛。Na-A中有1/3以上的Na+被Ca2+置换,孔径约为5A,即为5A型分子筛。
结晶型硅铝酸钠,,除能吸附上述5A型分子筛能吸附的所有物质,它还能吸附许多支链和环状化合物。
高温干燥气体
从气流中选择性去除杂质(包括水)。例如,除去空气或乙烯中的二氧化碳;从氮气中去除氮氧化物;从乙醚中除去甲醇。一般来说,二氧化碳、一氧化碳、氨、硫化氢、硫醇、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷和丙烯在25时很容易脱除。在混合气体中,极性气体优先被吸附。
活化和再生
分子筛可以通过在300-350加热来再生。,优选在干燥的惰性气流如氮气或真空下,然后在干燥器中冷却。
吸水量
分子筛对水、极性分子和不饱和有机化合物有很高的亲和力,其优势比硅胶、氧化铝或活性炭好。
分子筛不适用于强酸,但在pH值为5—11范围内都是稳定的。
在纯化方面主要应用于:干燥含有痕量水的气体或液体
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